WO2010063161A1 - 切割脆性材料的刀轮及其加工方法 - Google Patents

切割脆性材料的刀轮及其加工方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010063161A1
WO2010063161A1 PCT/CN2009/001241 CN2009001241W WO2010063161A1 WO 2010063161 A1 WO2010063161 A1 WO 2010063161A1 CN 2009001241 W CN2009001241 W CN 2009001241W WO 2010063161 A1 WO2010063161 A1 WO 2010063161A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutter wheel
cutting
cutting edge
brittle material
angle
Prior art date
Application number
PCT/CN2009/001241
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孙春雨
Original Assignee
Sun Chunyu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sun Chunyu filed Critical Sun Chunyu
Publication of WO2010063161A1 publication Critical patent/WO2010063161A1/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/10—Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
    • C03B33/105—Details of cutting or scoring means, e.g. tips
    • C03B33/107—Wheel design, e.g. materials, construction, shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
    • B28D1/225—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising for scoring or breaking, e.g. tiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B26D2001/006—Cutting members therefor the cutting blade having a special shape, e.g. a special outline, serrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/18—Perforating by slitting, i.e. forming cuts closed at their ends without removal of material
    • B26F1/20—Perforating by slitting, i.e. forming cuts closed at their ends without removal of material with tools carried by a rotating drum or similar support

Definitions

  • the present invention relates to a cutting and splitting cutter wheel for a brittle material comprising glass, ceramic, silicon wafer and semiconductor, and a method of processing the same, and more particularly to a cutter wheel for glass cutting and a method of processing the same.
  • the disc-shaped cutter wheels used for glass cutting have the common features of: the cutting edge portion, the cutter wheel surface, and the shaft hole of the cutter wheel center for mounting the cutter shaft.
  • the cutting edge is V-shaped for easy cutting into the glass.
  • the material of the cutter wheel is mainly diamond, polycrystalline or polycrystalline diamond, hard shield alloy material, or a composite material of these materials.
  • the thickness of glass used in glass is thinner and thinner from 2mm to 0.1mm, and the hardness is getting larger and larger.
  • the quality of the glass cracked section is also higher, which makes the pressure during cutting, cutting technology, and cracking.
  • the requirements for efficiency and accuracy are also higher, which poses a great challenge to the research and development of the cutting tool, the cutter wheel.
  • Patent ZL01124992.7 and CN200680003956.0, and the patent ZL200410104603.2 and the like filed by the present applicant, have proposed several microstructures processed at the cutting edge portion, as shown in particular in Figures 6, 8 and 9. These kinds of microstructures respectively produce periodic concave and convex grooves in the cutting edge portion, wherein when the cutter wheel is placed vertically in the horizontal plane, the face of the cutter wheel can be seen as a front view. Part (a) of each figure is a front view, (b) is a partial enlarged view of the cutting edge of the front view, (c) is a side view of the cutter wheel, and (d) is a part of the side blade amplification.
  • the principle of cutting the brittle material is: Applying a certain pressure to the cutter wheel during cutting, so that the convex portion of the blade is cut into the interior of the glass, and the concave portion is not
  • the ability to cut into the interior of the glass creates intermittent periodic cuts. Adjacent cuts can generate cracks under stress and are connected by cracks, so that the glass is cut and broken.
  • the blade edge portion is a circular arc and a circular arc-like recess 61 structure and a projection 62 structure.
  • this structure is mainly for solving the cutting problem caused by the slipper in the cutting.
  • the portion 63 shown in the drawing cannot form a cutting edge, and the glass is randomly pressed during the glass cutting to cause a multi-directional stress on the glass, and finally causes a radial crack as shown in Fig. 7, as shown in Fig. 7. , causing serious damage to the glass cutting.
  • the blade edge portion is a rectangular recess 81 and a rectangular projection 82 structure.
  • the rectangular recess 81 is filled with the glass powder generated when the glass is cut, causing clogging, resulting in a cut in the cutting.
  • the cutter wheel blade portion is a trapezoidal recess 91 and an inverted trapezoidal projection 92, and the trapezoidal recess 91 and the inverted trapezoidal projection 92 are formed from a plan view.
  • An acute angle ⁇ Similar to the second structure cutter wheel, when the glass is cut, the trapezoidal depression 91 is also filled with the glass micro-powder generated when cutting, causing clogging.
  • the laser processing method proposed in the patent application ZL200410104603.2 and another patent CN200680003956.0 the direction of the laser beam is perpendicular to the cutter wheel surface.
  • the laser beam proposed in the patent CN200680003956.0 is closed or not with respect to the trajectory of the cutter wheel surface. The closed curve, the laser cutter must be completely cut off the material of the cutter wheel contained in the curve to achieve the purpose of separation from the original cutter wheel. This method does not remove a region of a certain depth from the material.
  • the present invention provides a cutter wheel for cutting glass and other brittle materials which can avoid the above-mentioned radial cracks without causing clogging, has a long service life and high cutting quality, and a processing method thereof.
  • One object of the present invention is to provide a cutter wheel for cutting a brittle material, particularly a cutter wheel capable of cutting glass at a high quality and improving the service life.
  • a cutter wheel for cutting a brittle material comprising an angle formed by a curved surface and an outer edge ridge line /
  • the V-shaped cutting edge 1 in the cutting edge 4 has an angle of ⁇ , and the angle of ⁇ ranges from 70 degrees to 170 degrees.
  • the angle of the V-shaped cutting edge 2 is ⁇
  • the angle of the ⁇ 2 is 30 degrees - 179.99 degrees
  • the angle of the V-shaped cutting edge 3 is ⁇
  • the angle range of the ⁇ 3 is also 30 degrees - 179.99 degrees, /
  • the length ranges from 5um to 2000um
  • the length ranges from 0.5um to 300um
  • the length of /j ranges from 0.5um to 300um.
  • the side faces fi ⁇ , d «5 and ⁇ of the cutting edge 4 may be a flat surface or a curved surface.
  • the shape and angle of the alternately distributed cutting edges 4 can be The same can be different.
  • the bottom of the recessed structure 5 may be a flat surface or a curved surface, and may be concave or convex.
  • the bottom of the recessed structure 5 may also be a V-shaped cutting edge 4 formed by the bottom surface " 7 and ⁇ ", wherein the intersection of the bottom surface of the V-shaped cutting edge " 7 and « is 1 4 .
  • the four sides between two adjacent said cutting edges 4 are also the sides of a recessed structure 5, said recessed structure 5 being a recess of any shape having such four sides.
  • the recessed structure 5 may have a side surface ⁇ at a portion away from the ridge line, or may be a bottom surface and a curved surface, and a smooth transition of " 2 ".
  • the number of the cutting edge 4 and the recessed structure 5 ranges from 30 to 3600, and the angle of the angle P between the adjacent cutting edge 4 or the recessed structure 5 with respect to the center of the face of the cutter wheel is 0.1 degree - At 12 degrees, the angles of the angles ⁇ corresponding to the adjacent cutting edges 4 or the recessed structures 5 may be the same or different.
  • the disk surface 2 has a grid line groove 6.
  • the shaft hole 3 has a grid line groove 6.
  • the disk surface 2 and the shaft hole 3 have grid grooves 6, 6, which may be straight line grooves or curved line grooves, and may be parallel line grooves or intersecting line grooves.
  • each of the grid troughs 6, 6 has a width ranging from lum-800um, a depth range of lum-3, 00um, and an adjacent trough spacing of 20 legs--legs.
  • the cutter wheel is disc-shaped and has a diameter ranging from 1 mm to 25 mm.
  • the cutter wheel material is diamond, polycrystalline or polycrystalline diamond, cemented carbide material, or a composite material of these materials.
  • a processing method for a cutter wheel for cutting a brittle material which is ablated and removed by laser scanning in a V-shaped cutting edge portion 1 of the cutter wheel to obtain the cutting edge 4 and the concave knot Structure 5, the direction of the laser beam 7 above the cutter wheel is parallel to the face of the cutter wheel. It includes the following processing steps:
  • the edge of the edge of the blade is irradiated by a certain thickness of the material of the laser beam 7 to remove the concave structure 5;
  • the step of machining the grid trough 6 on the disc surface 2 is also included:
  • a disk surface 2 having grid troughs 6 is obtained, wherein the depth of the grid troughs 6 can be controlled by adjusting the laser parameters.
  • the step of machining the grid trough 6 in the shaft hole 3 is also included:
  • the direction of the laser beam can also form an angle with the surface of the cutter wheel, and the angle ranges from -89 degrees to 89 degrees.
  • the wavelength of the laser used is in the range of 157 nm to 2500 nm
  • the power of the laser is in the range of 0.01 W to 2000 W
  • the scanning speed of the laser scanning is in the range of 0.01 mm/s to 1000 mm/s.
  • the laser scanning method mainly includes a one-way scanning, a reciprocating scanning, and a rotary scanning mode, and the interval of adjacent scanning lines in the laser scanning mode ranges from 0.1 to 300 letters.
  • the advantages of the cutter wheel for cutting brittle material and the processing method thereof are as follows:
  • the laser scanning processing method proposed in this patent can remove the specified depth in any area of the cutter wheel material by adjusting the laser parameters and processing parameters.
  • the cutter wheel of the new structure proposed in this patent cuts a brittle material, especially glass, and forms a periodic cut 9 on the surface of the material to be cut when the cutting edge 4 at the edge of the blade edge 1 is cut into the interior of the brittle material 8 (see Fig. 5, Fig. 5(a) is a schematic view showing the cutting of the processed cutter wheel on the glass material, and Fig. 5(b) is a partially enlarged view of the circular area A5 in Fig. 5(a).
  • the V-shaped cutting edge 2 with the included angle and the V-shaped cutting edge 3 with the angle of ⁇ have similar cutting ability as the cutting edge 4, and its presence not only reduces the pressure required to cut the brittle material,
  • the material which is not in contact with the bottom of the cutter wheel recessed structure 5 of the adjacent incision 9 is cracked by the cutting stress to form the crack 10, and the crack 10 is straight and parallel with the cut (see FIG. 5(c).
  • the lubrication problem can be well solved by applying a solid lubricant to the inner surface of the disk surface 2 having the grid groove 6 and the inner wall of the shaft hole 3.
  • Figure 1 (a) is a front view of the cutter wheel
  • Figure 1 (b) is a partial enlarged view of the circular area A1 in Figure 1 (a);
  • Figure 1 (c) is the back of Figure 1 (b);
  • Figure 2 (a) is a side view of the cutter wheel
  • Figure 2 (b) is a partial enlargement of the area A2 in Figure 2 (a);
  • Figure 3 (a) is a cross-sectional view of the cutter wheel
  • Figure 3 (b) is a partial enlargement of area A3 in Figure 3 (a);
  • Figure 4 (a) is a schematic view of the laser processing method of the cutting edge and the recessed structure of the cutter wheel;
  • Figure 4 (b) is a one-way laser scanning processing mode
  • Figure 4(c) shows the reciprocating laser scanning mode
  • Figure 4(d) shows the rotary laser scanning mode
  • Figure 5 (a) is a schematic view showing the cutting of the processed cutter wheel on the glass material
  • Figure 5 (b) is a partial enlarged view of the circular area A5 in Figure 5 (a);
  • Figure 5 (c) is a schematic view of the surface cut and crack of the glass surface after cutting
  • Figure 6 (a) is a front view of a circular orphaned cutter wheel
  • Figure 6 (b) is a partial enlarged view of the circular area A6 in Figure 6 (a);
  • Figure 6 (c) is a side view of the circular orphaned cutter wheel of Figure 6 (a);
  • Figure 6 (d) is a partial enlarged view of the circular area B6 in Figure 6 (c);
  • Figure 7 (a) is a schematic view of the cutting and cutting results of the arc-shaped cutter wheel
  • Figure 7 (b) is a partial enlarged view of the circular area A7 in Figure 7 (a);
  • Figure 7 (c) is a schematic view of the surface cut and crack of the material after cutting
  • Figure 8 (a) is a front view of a rectangular cutter wheel
  • Figure 8 (b) is a partial enlarged view of the circular area A8 of Figure 8 (a)
  • Figure 8 (c) is a side view of the rectangular cutter wheel;
  • Figure 8 (d) is a partial enlarged view of the circular area B8 in Figure 8 (c);
  • Figure 9 (a) is a front view of the trapezoidal cutter wheel
  • Figure 9(b) is a partial enlargement of the circular area A9 in Figure 9(a);
  • Figure 9 (c) is a side view of the trapezoidal cutter wheel
  • Fig. 9(d) is a partially enlarged view of the circular area B9 in Fig. 9(c).
  • Figure 9 (e) is a cross-sectional view of the trapezoidal cutter wheel
  • Figure 9(f) is a partial enlarged view of the circular area C9 in Figure 9(e);
  • a cutter wheel for cutting a brittle material and a method for processing the same according to the present invention will be described in detail below with reference to Figs.
  • the disc-shaped cutter wheel capable of cutting brittle material in particular, capable of cutting glass material of 0.1 mm to 2 mm thick, is mainly obtained by processing a special microstructure in a V-shaped cutting edge portion of a commonly used cutter wheel. A new structure of the cutter wheel.
  • the cutter wheel material is polycrystalline or polycrystalline diamond, and may also be diamond, cemented carbide material, or a composite material of these materials; the thickness of the cutter wheel ranges from 0.3 mm to 5 mm, and the typical thickness thereof is 0.7 mm;
  • the diameter of the wheel ranges from 1mm to 25mm, of which the typical diameter is 2.5mm;
  • the diameter of the central shaft hole ranges from 0.2mm to 20mm, of which the typical diameter is 0.8mm;
  • the angle of the V-shaped cutting edge 1 ⁇ can range from 70 degrees to 170 degrees, with a typical angle of 120 degrees.
  • the cutter wheel of the present invention mainly has a cutting edge 4 and a recessed structure 5 distributed around the edge ridge line/of the V-shaped cutting edge portion 1, and the upper and lower cutter wheel surface 2 and the cutter wheel center are used. Fix the shaft hole 3 of the cutter wheel.
  • the cutting edge 4 and the recessed structure 5 in which the V-shaped cutting edge portion 1 is alternately distributed are designed.
  • the number of the cutting edge 4 and the recessed structure 5 ranges from 30 to 3600.
  • the angle ⁇ of the adjacent cutting edge 4 or the recessed structure 5 with respect to the center of the cutter disk surface ranges from 0.1 degrees to 12 degrees.
  • the dimensions of the respective adjacent cutting edges 4 or recessed structures 5 and the angles of the corresponding included angles ⁇ may be the same or different.
  • Each cutting edge 4 includes a curved surface and a portion of " 2 " and four sides ⁇ 3 , ⁇ 4 , and ⁇ , a side surface, ⁇ 4 , « 5 and a side surface of the recessed structure 5, which may be flat Can be a surface.
  • the intersection of the curved surface and the "partial intersection line of 2 is the ridge line /, that is, /, the intersection of the side and ⁇ is / 2 , and the intersection of the side ⁇ 5 and ⁇ is i 3 .
  • the length ranges from 5um to 2000um, the length of / 2 ranges from 0.5um to 300um, and the length ranges from 0.5mn to 300um.
  • each of the curved edges 4 and a portion of the intersection line ridge line thereof form a V-shaped cutting edge with an angle of ⁇ (the V-shaped cutting edge is a part of the original V-shaped cutting edge portion 1)
  • the side and its intersection line / 2 form a V-shaped cutting edge 2 with an angle of ⁇
  • the side " 5 and " 6 and its intersection line form a V-shaped cutting edge of the angle ⁇ , see the figure
  • the four sides between the adjacent two cutting edges 4 are the sides of a recessed structure 5, and the recessed structure 5 is a recess of any shape having the four sides, the bottom of which is the bottom surface 7 and the angle V formed.
  • the angle of the angle ⁇ ranges from 30 degrees to 180 degrees, and the length of the ridge line ⁇ ranges from 3 um to 2000 um.
  • the bottom of the recessed structure 5 may also be a flat or other shaped curved surface.
  • the recessed structure 5 may have a side surface ⁇ at a portion away from the ridge line ⁇ , or a smooth transition of the bottom surface and the curved surface.
  • the upper and lower cutter wheel faces 2 and the shaft holes 3 may have lubricating mesh grooves 6, 6, and the mesh grooves 6, 6 may be straight grooves or curved grooves, which may be parallel grooves or intersecting lines.
  • Slot each slot has a width ranging from lum-800um and a depth range of Lum-300um, the spacing between adjacent slots is 20um-800um, in the grid slot
  • the polycrystalline diamond cutter wheel is selected as the processing object, and all the parameters are selected as typical values.
  • Typical size parameters of the cutter wheel 2.5mm in diameter, 0.7mm in thickness, 0.8mm in diameter of the shaft hole, and 120° angle.
  • angles ⁇ of the cutting edge 4 and the recessed structure 5 are the same, and each has a typical value of 7.2 degrees, and the number is 50 each.
  • the ridge line of the V-shaped cutting edge 1 of the cutting blade 4 is 90 um, the four sides are all flat and the same height; the V-shaped cutting edge 2 and the V-shaped blade are designed.
  • the angles and ridges of the mouth three are typical values.
  • the angles ⁇ and ⁇ are both 100 degrees, and the ridge lines / 2 and / 5 are parallel and both are 40 um.
  • the bottom surface of the design recessed structure 5 is a curved surface, and the angle of the V-shaped cutting edge is four.
  • ⁇ is 120 degrees
  • the ridge line / ⁇ is correspondingly 67um
  • the bottom surface "f 7 and respectively parallel to the corresponding surface of the curved surface, / 2 and 1 3 are perpendicular to the tangent to the intersection of / 4 respectively;
  • the design of the concave structure 5 is There are also two sides ⁇ away from the ridge end, and are parallel to the ridge / 2 , and the face, respectively, the spacing between the two sides is designed to be 150um.
  • the grid groove 6 is a cross line.
  • the width of the groove is 40um, the depth is 40um, and the interval between adjacent slots is 100um.
  • the method for processing a new structural cutter wheel according to the present invention is characterized in that: the cutting edge 4 and the recessed structure 5 in the cutter wheel, and the grid groove 6 in the cutter wheel face 2 and the cutter wheel hole 3 are laser
  • the scanning method is ablated to remove the material of the processing wheel.
  • the laser used has a wavelength range of 157 nm to 2500 nm, and the laser has a power range of 0.01 W to 2000 W.
  • Laser scanning methods mainly include one-way scanning, reciprocating scanning, and rotary scanning mode.
  • the laser selected in this embodiment has a laser with a wavelength of 1064 nm and a maximum power of 30 W.
  • the laser scanning mode is a reciprocating sweep mode.
  • the side of the laser beam 7 above the cutter wheel can also form an angle with the surface of the cutter wheel, and the angle ranges from -89 degrees to 89 degrees.
  • the laser beam is parallel to the surface of the cutter wheel, and the processing includes the following steps:
  • the distance d is in the range of 0.1um-300uin, which is a typical value of 5um;
  • the edge of the edge of the blade is irradiated by a certain thickness of the material of the laser beam 7 to be processed, the processing of the !HJ trap structure 5;
  • step 3 is repeated to obtain a second recessed structure 5, wherein two adjacent recessed structures 5
  • the portion that is not processed in the middle becomes the cutting edge 4 that realizes cutting the brittle material
  • the scanning speed of the laser scanning ranges from 0.01 mm/s to 1000 mm/s, and this embodiment takes a typical value of 10 mm/s.
  • the processing of the grid trough 6 on the cutter wheel face 2 includes the following processing steps:
  • the pattern, the width and the interval of the grid trough 6 are designed as described in the above embodiment, and the scan spacing d is set to be 0.1 um-300 um, which is 5 um in this embodiment;
  • the processing of the grid trough 6 in the cutter shaft hole 3 includes the following processing steps:
  • the cutter wheel 2 Tilt the cutter wheel and fix the cutter wheel so that the optical axis of the laser beam 7 has an angle with the disk surface, and the angle ranges from 15 degrees to 45 degrees. In this embodiment, the angle is 25 degrees;
  • the scanning speed of the laser scanning ranges from 0.01 mm/s to 1000 mm/s, and the typical value of this embodiment is 50 mm/s.
  • the cutter wheel of the new structure designed and processed by the above scheme forms a periodic shape on the surface of the material to be cut when cutting the brittle material, especially the glass, when the cutting edge 4 at the edge of the blade edge 1 is cut into the interior of the brittle material 8.
  • Trace 9 (see Fig. 5, Fig. 5(a) is a schematic view showing the processing of 7 rounds on the glass material, and Fig. 5(b) is a partially enlarged view of the circular area A5 in Fig. 5(a).
  • the V-shaped cutting edge 2 with the included angle and the V-shaped cutting edge 3 with the angle of ⁇ have similar cutting ability as the cutting edge 4, and its presence not only reduces the pressure required to cut the brittle material,
  • the material which is not in contact with the bottom of the cutter wheel recessed structure 5 of the adjacent slits is cracked by the cutting stress to form a crack 10 which is straight and parallel with the cut (see Fig. 5(c) after cutting the surface of the glass Schematic diagram of marks and cracks, to make the brittle material cut and high-quality cracking, to ensure high-quality cutting of glass materials, and to avoid cutter blockage and avoid radial cracks in the glass, and to extend the use of the cutter wheel
  • the longevity and improved cutting efficiency solution results in a high quality glass cut section.

Description

切割脆性材料的刀轮及其加工方法 技术领域
本发明涉及到一种脆性材料包括玻璃、 陶瓷、 硅片和半导体 的切断和裂断刀轮及其加工方法， 特别是一种用于玻璃切割的刀 轮及其加工方法。
技术背景
随着科技水平的迅猛发展，许多领域要求脆性材料的厚度薄， 硬度大， 且对于脆性材料的切割质量要求也越来越高， 尤其是玻 璃行业， 下面就以玻璃材料为例来进行说明。
用来进行玻璃切割的盘状刀轮具有的共同特征是： 均包括切 割刃部、 刀轮盘面和刀轮中心用来安装刀轴的轴孔。 其中切割刃 部呈 V型， 便于切入玻璃， 刀轮材料主要是金刚石、 聚晶或多晶 金刚石、 硬盾合金材料， 或者这几种材料的复合材料。
目前玻璃， 尤其是液晶显示器所用玻璃的厚度从 2mm 到 0.1mm越来越薄， 硬度越来越大， 同时对玻璃裂断面的质量要求 也更高， 使得切割时的压力、 切入技术、 裂断效率等要求以及精 度要求也都更高， 给切割工具——刀轮的研究开发提出了很大的 挑战。
专利 ZL01124992.7和 CN200680003956.0, 以及本申请人申 请的专利 ZL200410104603.2 等提出了几种在切割刃部加工的微 结构， 具体参见图 6、 8和图 9所示。 这几种微结构都分别使切割 刃部产生周期性的凹凸槽， 其中把刀轮竖直放置在水平面时， 能 看到刀轮盘面的为正视。各图中的分图（a)分别为正视图， （b)分别 为正视图切割刃部的局部放大图， （c)为刀轮的侧视图， （d)图为侧 视图刃部的局部放大。 切割脆性材料的原理是： 在切割时给刀轮 施加一定压力， 使刃部凸起的部分切入玻璃内部， 而凹陷部分不 能够切入玻璃内部， 则形成了间断的周期性切痕。 相邻切痕在应 力作用下可以产生裂纹， 并由裂纹相连接， 使得玻璃被切开并裂 断。
对于笫一种结构的刀轮， 如图 6所示， 刀轮刃部是圆弧以及 类似圆弧的凹陷 61结构和凸起 62结构。 但是这种结构主要是针 对解决切割中的滑刀造成的切割问题。图中所示的部位 63不能形 成刃口， 在进行玻璃切割时会无规则地挤压玻璃， 使玻璃产生多 向的应力， 并最终造成如图 7所示的放射状裂纹， 如图 7所示， 对玻璃切割造成严重的破坏。
对于笫二种结构的刀轮， 如图 8所示， 刀轮刃部是矩形凹陷 81和矩形凸起 82结构。 这种结构在玻璃切割时， 矩形凹陷 81会 被切割时产生的玻璃 粉本填充， 造成堵塞， 导致切割出现切入 不顺。
对于第三种结构的刀轮， 如图 9所示， 刀轮刃部是梯形凹陷 91和倒梯形凸起 92转构， 而且从俯视图可以看到这种梯形凹陷 91和倒梯形凸起 92形成一个锐角 γ。 与第二种结构刀轮相似， 这 种结构在玻璃切割时，梯形凹陷 91也会被切割时产生的玻璃微粉 末填充， 造成堵塞。
对 于 刀 轮的 加 工 方 法 ， 本 申 请人 申 请 的 专 利 ZL200410104603.2和另外的一个专利 CN200680003956.0中提出 的用激光加工的方法， 激光束的方向相对于刀轮盘面是垂直的。 在刀轮外边缘棱线部位加工微结构时， 激光束必须贯穿材料或者 说切断材料才能形成微结构， 而专利 CN200680003956.0 中提出 的激光束相对于刀轮盘面的运行轨迹是一个闭合或者不闭合的曲 线， 激光加工时必须把包含在曲线内的刀轮材料整个切除下来， 达到与原刀轮分离的目的。 此方法不能够在材料上去除一个具有 一定深度的区域。 另外刀轮进行工作时， 固定刀轮的刀架与刀轮盘面以及刀轴 与刀轮轴孔之间会高速摩擦而需要润滑， 使用液态润滑剂会造成 玻璃污染， 所以刀轮润滑也是急需解决的问题。
针对上迷这些问题， 本发明提供一种既能够避免出现上述的 放射状裂纹, 又不会造成堵塞， 使用寿命长且切割质量高的用于 切割玻璃以及其它脆性材料的刀轮及其加工方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种切割脆性材料的刀轮， 特别是 能够高质量切割玻璃、 且提高使用寿命的刀轮。
为了实现上述目的， 采用以下技术方案： 一种切割脆性材料 的刀轮， 包括由曲面 、 以及外边缘棱线 /形成的角度为 ^的
V形切割刃部 1、 圆形盘面 2和中心轴孔 3， V形切割刃部 1的外 边缘棱线 /一周具有交替分布的切割刃 4和凹陷结构 5 ,每个所述 的切割刃 4 包括曲面 和《2的局部以及四个侧面 《3、 a4、 ^和 a6,曲面 ^局部和^局部的相交线为刀轮外边缘棱线 的一段 //, 侧面 和 ^的相交线为 12, 侧面《5和 ^的相交线为 ί3, 其中曲 面 局部、 《2局部和它们的相交线 /形成 V形刃口一， 侧面 、 ^和交线 /2形成 V形刃口二，侧面 as、 ^和交线 形成 V形刃口 根据本发明，所述切割刃 4中的所述 V形刃口一的夹角为 ^， ^的角度范围为 70度 -170度， 所述 V形刃口二的夹角为 ^, ψ2 的角度范围为 30度 -179.99度， 所述 V形刃口三的夹角为 ^， ψ3 的角度范围也为 30度 -179.99度， / 的长度范围为 5um-2000um, 的长度范围为 0.5um-300um, /j的长度范围也为 0.5um-300um。
根据本发明, 所述的切割刃 4的側面 fi^、 d «5和 ^可以是 平面也可以是曲面。
根据本发明， 所述交替分布的切割刃 4的外形和角度可以相 同也可以不同。
根据本发明，所述的凹陷结构 5的底部可以是平面或者曲面， 可以是凹陷的或者是凸起的。
根据本发明， 所述的凹陷结构 5的底部也可以是由底面《7和 ^构成的角度为 ^的 V形刃口四， 其中 V形刃口四的底面《7和 « 的相交线为 14。
根据本发明， 相邻两个所述的切割刃 4之间的四个侧面也是 一个凹陷结构 5的侧面， 所述的凹陷结构 5是具有此四个侧面的 任意形状的凹陷。
根据本发明， 所述的凹陷结构 5在远离棱线 ^的部位处可以 具有侧面 ^, 也可以是底面和曲面 、 《2的圆滑过渡。
根据本发明， 所述切割刃 4和所述凹陷结构 5的数目范围为 30-3600个， 相邻切割刃 4或凹陷结构 5相对于刀轮盘面中心的 夹角 P的角度范围为 0.1度 -12度，各个相邻切割刃 4或凹陷结构 5所对应的夹角 β的角度可以相同也可以不同。
根据本发明， 所述盘面 2具有网格线槽 6。
根据本发明， 所述轴孔 3具有网格线槽 6，。
根据本发明，所述盘面 2和所述轴孔 3具有的网格线槽 6、 6， 可以是直线线槽或者曲线线槽， 可以是平行线槽或交叉线槽。
根据本发明， 所述网格线槽 6、 6，中每条线槽的宽度范围为 lum-800um， 深度范围为 lum-3,00um , 相邻线槽的间隔范围为 20腿-謂腿。
根据本发明， 所述刀轮为盘状的， 直径范围为 lmm-25mm， 刀轮材料是金刚石、 聚晶或多晶金刚石、 硬质合金材料， 或者这 几种材料的复合材料。
一种切割脆性材料的刀轮的加工方法， 在刀轮 V形切割刃部 1用激光扫描的方式烧蚀去除加工得到所述的切割刃 4和凹陷结 构 5, 刀轮上方的激光束 7方向平行于刀轮盘面。 包括如下加工 步驟：
① 设置需要加工的形状， 并设置扫描间距 < ;
② 将刀轮固定在工作台 12上的刀轴 11上，使刀轮上方的激 光束 7方向平行于刀轮盘^ , 并使激光束 7聚焦在 V形切割刃部 1边缘；
③ 通过调整激光参数并控制激光束 7 运行轨迹扫描上述的 形状， 使刃部边缘附近被激光束 7辐照部位的一定厚度的材料被 去除， 加工出所述的凹陷结构 5;
④ 以垂直于刀轮盘面并穿过刀轮几何中心的直线为轴，使刀 轮转动一定角度， 并重复步骤②和③得到第二个凹陷结构 5, 其 中两个相邻凹陷结构 5中间没有被加工的部分成为实现切割脆性 材料的切割刃 4;
⑤ 重复上述步骤得到交替分布在切割刃部 1边缘棱线 /7—周 的切割刃 4和凹陷结构 5。
根据本发明， 还包括在盘面 2上加工网格线槽 6的步骤：
① 设计网格线槽 6的图案、宽度和间隔，并设置扫描间距 d
② 将刀轮盘面平放在工作台上，使激光束 7方向垂直于刀轮 盘面；
③ 聚焦激光束 7于刀轮盘面表面；
④ 并用激光扫描烧蚀去除加工；得到具有网格线槽 6的盘面 2， 其中网格线槽 6的深度可以通过调整激光参数进行控制。
根据本发明， 还包括在轴孔 3中加工网格线槽 6的步驟：
① 设置具有一定宽度和一定间隔的交叉线或平行线，并设置 扫描间距^
② 把刀轮倾斜并固定刀轮，使激光束 7光轴与盘面具有一定 夹角， 夹角范围为 15度 -45度； ③ 把激光束 7聚焦在刀轮轴孔的内壁，且内壁所在斜面的某 一段处于激光束 7扫描范围和激光束 7焦深范围；
④ 用激光扫描网格并同时转动刀轮，最终加工得到内壁一周 具有网格线槽 6的轴孔 3。
根据本发明， 在加工切割刃 4和凹陷结构 5时， 激光束的方 向也可以与刀轮盘面形成一个夹角， 此夹角的范围为 -89度至 89 度。
根据本发明， 所用激光的波长范围为 157nm-2500nm， 激光 的功率范围为 0.01W-2000W , 激光扫描的扫描速度范围为 0.01mm/s-1000mm/s。
根据本发明， 激光扫描的方式主要包括单向扫描， 往复扫描 以及回转扫描模式， 激光扫描模式中相邻扫描线的间距 的范围 为 0.1議- 300函。
本发明切割脆性材料的刀轮及其加工方法的优点是： 本专利提出的用激光扫描的加工方式可以通过调整激光参数 和加工参数在刀轮材料的任意区域去除指定的深度。
本专利提出的新结构的刀轮在切割脆性材料，特别是玻璃时， 刀轮刃部 1边缘的切割刃 4切入脆性材料 8内部时， 在被切割材 料表面形成周期形的切痕 9 (参见附图 5, 图 5(a)为所加工的刀轮 在玻璃材料上切割示意图， 图 5(b)为图 5(a)中圆形区域 A5的局 部放大图）。 夹角为的 ^的 V形刃口二和夹角为 ^的 V形刃口 三具有与切割刃 4相似的切割能力， 它的存在， 不仅減小了切开 脆性材料所需要施加的压力， 使相邻切痕 9间刀轮凹陷结构 5底 部接触不到的材料被切割应力裂开， 形成裂纹 10, 裂纹 10很直 并与切痕平行（参见附图 5(c)切割后玻璃表面切痕和裂纹的示意 图）， 使脆性材料达到切开， 并高质量裂断的目的， 可以保证玻璃 材料高质量的切割， 而且可以避免刀轮堵塞和避免玻璃产生放射 状裂纹， 并能延长刀轮使用寿命和提高切割效率解同时能够得到 高质量的玻璃切割断面。
在加工出具有网格线槽 6的盘面 2上和轴孔 3内壁涂以固体 润滑剂， 可以很好地解决润滑问题。
附图说明
图 1(a)为刀轮正视图；
图 1(b)为图 1(a)中圆形区域 A1的局部放大图；
图 1(c)为图 1 (b) 的背面；
图 2 (a)是刀轮的侧视图；
图 2 (b)是图 2 (a) 中区域 A2的局部放大；
图 3 (a)是刀轮的剖视图；
图 3 ( b ) 是图 3 ( a ) 中区域 A3的局部放大；
图 4(a)为刀轮的切割刃和凹陷结构的激光加工方法示意图； 图 4(b)为单向激光扫描加工模式
图 4(c)为往复激光扫描加工模式
图 4(d)为回转激光扫描加工模式
图 5(a)为所加工的刀轮在玻璃材料上切割示意图；
图 5(b)为图 5(a)中圆形区域 A5的局部放大图；
图 5(c)为切割后玻璃表面切痕和裂纹的示意图；
图 6(a)为圆孤状刀轮的正枧图；
图 6(b)为图 6(a)中圆形区域 A6的局部放大图；
图 6(c)为图 6(a)圆孤状刀轮的侧视图；
图 6(d)为图 6(c)中圆形区域 B6的局部放大图；
图 7(a)为圆弧状刀轮切割及切割结果示意图；
图 7(b)为图 7(a)中圆形区域 A7的局部放大图；
图 7(c)为切割后材料表面切痕和裂纹示意图
图 8(a)为矩形状刀轮的正视图； 图 8(b)为图 8(a)中圆形区域 A8的局部放大图； 图 8(c)为矩形状刀轮侧视图；
图 8(d)为图 8(c)中圆形区域 B8的局部放大图；
图 9(a)为梯形状刀轮的正视图；
图 9(b)为图 9(a)中圆形区域 A9的局部放大；
图 9(c)为梯形状刀轮的侧视图；
图 9(d)为图 9(c)中圆形区域 B9的局部放大图。
图 9(e)为梯形状刀轮的剖面图；
图 9(f)为图 9(e)中圆形区域 C9的局部放大图；
具体实施方式
下面结合图 1至图 5详细说明依据本发明提出的一种切割脆 性材料的刀轮及其加工方法。
本发明所述的一种能够切割脆性材料， 特别是能够切割 0.1mm-2mm厚的玻璃材料的盘状刀轮，主要是在通常用的刀轮 V 形刃口部位加工特殊的微结构得到的一种新结构的刀轮。
其中刀轮材料为聚晶或多晶金刚石， 也可以是金刚石、 硬质 合金材料， 或者这几种材料的复合材料； 刀轮的厚度范围为 0.3mm-5mm , 其典型厚度为 0.7mm； 刀轮的直径范围是 lmm-25mm, 其中典型直径为 2.5mm; 中心轴孔的直径范围是 0.2mm-20mm, 其中典型直径为 0.8mm; V形切割刃部 1的夹角 ^ (参见图 2 ( a ) )的角度范围可以是 70度 -170度， 其典型角度 为 120度。
参见图 1至图 3所示， 本发明的刀轮主要是在 V形切割刃部 1边缘棱线 /的一周分布有切割刃 4和凹陷结构 5,上下刀轮盘面 2和刀轮中心用来固定刀轮的轴孔 3。
首先设计 V形切割刃部 1一周交替分布的切割刃 4和凹陷结 构 5, 切割刃 4和所述凹陷结构 5的数目范围为 30-3600个， 相 邻切割刃 4或凹陷结构 5相对于刀轮盘面中心的夹角 β (参见图 1 ( a ) )的角度范围为 0.1度 -12度。 各个相邻切割刃 4或凹陷结构 5的尺寸以及所对应的夹角 β的角度可以相同也可以不同。
每个切割刃 4包括曲面 ^和《2的局部以及四个侧面 α3、 α4、 和^, 侧面 、 α4、 «5和 同时也是凹陷结构 5的侧面， 这四 个面可以是平面也可以是曲面。其中曲面 局部和《2局部的相交 线为棱线 /的一段， 即 /， 侧面 和^的交线为 /2， 侧面 β5和 ^ 的交线为 i3。其中 的长度范围为 5um-2000um , /2的长度范围为 0.5um-300um, 的长度范围也为 0.5mn-300um。 每个切割刃 4 中曲面 局部和 局部以及它们的相交线棱线 的一段一 ^形成 夹角为 ^的 V形刃口一 （此 V形刃口一为原 V形切割刃部 1的 局部）， 侧面 和 及其交线一 /2形成夹角为 ^的 V形刃口二， 侧面《5和《6及其交线一 形成夹角为 ^的 V形刃口三， 参见图
2 ( b ), 其中 ^的角度范围为 70度 -170度， 其中 ^的角度范围 为 30度 -179.99度， 其中 ^的角度范围也为 30度 -179.99度。
相邻两个切割刃 4之间的四个侧面是一个凹陷结构 5的侧面， 凹陷结构 5是具有此四个侧面的任意形状的凹陷， 其底部是由底 面 7和 构成的角度为 ^的 V形刃口四， 其中 V形刃口四的底 面 α7和 ^构成棱线 ί4。 夹角 ^的角度范围为 30度 -180度， 棱线 ^的长度范围是 3um-2000um。 凹陷结构 5的底部也可以是平面 或者其他形状的曲面。
凹陷结构 5除了具有上述的四个侧面和底面外， 在远离棱线 ^的部位处可以具有侧面 ^， 也可以是底面和曲面 、 的圆滑 过渡。
上下刀轮盘面 2和轴孔 3可具有起润滑作用的网格线槽 6、 6，， 网格线槽 6、 6，可以是直线线槽或者曲线线槽， 可以是平行线槽 或交叉线槽， 每条线槽的宽度范围为 lum-800um , 深度范围为 lum-300um, 相邻线槽的间隔范围为 20um-800um， 在网格线槽
6中涂以固体润滑剂可以很好地解决润滑问题。
本实施例选聚晶金刚石刀轮为加工对象， 所有参数均选用其 典型值。
刀轮典型尺寸参数： 直径为 2.5mm， 厚度为 0.7mm, 轴孔的 直径是 0.8mm， 夹角 的角度是 120度。
选用切割刃 4和凹陷结构 5所对应的夹角 β的角度相同， 均 为典型值 7.2度， 则数目各为 50个。
参见附图 1-3所示， 本实施例设计切割刃 4的 V形刃口一的 棱线 Α为 90um, 四个侧面均为平面， 且高度相同； 设计 V形刃口 二和 V形刃口三的角度和棱线均为典型值， 角度^、 ^均为 100 度， 棱线 /2和 /5平行且均为 40um; 设计凹陷结构 5的底面为曲 面， V形刃口四的角度 ^为 120度， 棱线 /¥相应地为 67um, 并 且底面《f7和 分别平行于对应的曲面 和 的局部， /2和 13分 别垂直于与 /4交点的切线； 设计凹陷结构 5在远离棱线 端也有 两个侧面 ^， 且分别平行于棱线 /2、 和 所在的面， 这两个侧 面之间的间距设计为 150um。
设计刀轮盘面 2和轴孔 3中网格线槽 6为交叉直线， 线槽的 宽度为 40um， 深度为 40um， 相邻线槽的间隔范围为 100um。
本发明中涉及到的新结构刀轮的加工方法， 其特征在于： 刀 轮中切割刃 4和凹陷结构 5、 以及刀轮盘面 2上和刀轮轴孔 3中 的网格线槽 6 是用激光扫描的方式烧蚀去除加工刀轮材料得到 的。 所用激光的波长范围为 157nm-2500nm, 激光的功率范围为 0.01W-2000W。 激光扫描的方式主要包括单向扫描， 往复扫描以 及回转扫描模式。 本实施例中选用的激光器其波长为 1064nm的 激光， 最大功率为 30W， 采用的激光扫描方式为往复扫揭模式。
在加工切割刃 4和凹陷结构 5时， 刀轮上方的激光束 7的方 向也可以与刀轮盘面形成一个夹角， 此夹角的范围为 -89度至 89 度， 本实施例取激光束与刀轮盘面平行， 其加工包括如下步驟：
① 设置需要加工的形状， 并设置扫描间距 间距 d的范围 为 0.1um-300uin， 这里取典型值 5um;
② 将刀轮固定在工作台 12上的刀轴 11上，使刀轮上方的激 光束 7方向平行于刀轮盘面， 并使激光束 Ί聚焦在 V形切割刃部 1边缘；
③ 通过调整激光参数并控制激光束 7 运行轨迹扫描上述的 形状， 使刃部边缘附近被激光束 7辐照部位的一定厚度的材料被 去除， 加工出所述的 !HJ陷结构 5;
④ 以垂直于刀轮盘面并穿过刀轮几何中心的直线为轴，使刀 轮转动上述的角度 7.2度， 并重复步骤③得到第二个凹陷结构 5， 其中两个相邻回陷结构 5中间没有被加工的部分成为实现切割脆 性材料的切割刃 4;
⑤ 重复上述步骤得到交替分布在切割刃部 1边缘棱线/一周 的切割刃 4和凹陷结构 5。
在加工切割刃 4和 陷结构 5时， 激光扫描的扫描速度范围 为 0.01mm/s-1000mm/s， 本实施例取其典型值 10mm/s。
刀轮盘面 2上的网格线槽 6的加工包括如下加工步驟：
① 按上述本实施例所述设计网格线槽 6 的图案、 宽度和间 隔， 并设置扫描间距 间距 d的范围为 0.1um-300um， 本实施 例中其值为 5um;
② 将刀轮盘面平放在工作台上，使激光束 7方向垂直于刀轮 盘面；
③ 聚焦激光束 7于刀轮盘面表面；
④ 并用激光扫描烧蚀去除加工，得到具有网格线槽 6的盘面 2， 其中网格线槽 6的深度可以通过调整激光参数进行控制。 刀轮轴孔 3中的网格线槽 6的加工包括如下加工步骤：
①设置网格线槽 6的图案、 宽度和间隔， 并设置激光的扫描 间距 d,间距 的范围为 0.1um-300um,本实施例中其值仍为 5um;
② 把刀轮倾斜并固定刀轮，使激光束 7光轴与盘面具有一定 夹角， 夹角范围为 15度 -45度， 本实施例中其夹角为 25度；
③ 把激光束 7聚焦在刀轮轴孔的内壁，且内壁所在斜面的某 一段处于激光束 7扫描范围和激光束 7焦深范围；
④ 用激光扫描网格并同时转动刀轮，最终加工得到内壁一周 具有网格线槽 6的轴孔 3。
在加工网格线槽 6 时， 激光扫描的扫描速度范围为 0.01mm/s-1000mm/s, 本实施例取其典型值 50mm/s。
用上述方案设计和加工出来的新结构的刀轮在切割脆性材 料， 特别是玻璃时， 刀轮刃部 1边缘的切割刃 4切入脆性材料 8 内部时， 在被切割材料表面形成周期形的切痕 9 (参见附图 5， 图 5(a)为所加工的 7轮在玻璃材料上切割示意图， 图 5(b)为图 5(a) 中圆形区域 A5的局部放大图）。 夹角为的 ^的 V形刃口二和夹 角为 ^的 V形刃口三具有与切割刃 4相似的切割能力， 它的存 在， 不仅减小了切开脆性材料所需要施加的压力， 使相邻切痕 9 间刀轮凹陷结构 5底部接触不到的材料被切割应力裂开， 形成裂 纹 10, 裂纹 10很直并与切痕平行（参见附图 5(c)切割后玻璃表 面切痕和裂纹的示意图），使脆性材料达到切开， 并高质量裂断的 目的， 可以保证玻璃材料高质量的切割， 而且可以避免刀轮堵塞 和避免玻璃产生放射状裂紋， 并能延长刀轮使用寿命和提高切割 效率解同时能够得到高质量的玻璃切割断面。
在加工出具有网格线槽 6的盘面 2上和轴孔 3内壁涂以固体 润滑剂， 可以 艮好地解决润滑问题。，

Claims

权 利 要 求
1. 一种切割脆性材料的刀轮， 包括由曲面 《7、 以及外边缘 棱线 /形成的角度为 ^的 V形切割刃部 （1 )、 圆形盘面 （2 ) 和 中心轴孔（3 ), V形切割刃部 （1 ) 的外边缘棱线 /一周具有交替 分布的切割刃 （4 )和凹陷结构（5 )， 其特征在于： 每个所述的切 割刃 （4 ) 包括曲面 " 和 的局部以及四个侧面 fl3、 α4、 5和" 6， 曲面 ^局部和 局部的相交线为刀轮外边缘棱线 /的一段 /， 侧 面 和 的相交线为 12, 侧面《5和 ^的相交线为 13, 其中曲面 ^局部、 《2局部和它们的相交线 /7形成 V形刃口一， 侧面 、 a4 和交线 /2形成 V形刃口二，侧面 <i5、^和交线 /3形成 V形刃口三。
2. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其特征 在于： 所述切割刃 （4 ) 中的所述 V形刃口一的夹角为 ^ , ^的 角度范围为 70度 -170度， 所述 V形刃口二的夹角为 ^ , ^的角 度范围为 30度 -179.99度， 所述 V形刃口三的夹角为 ψ3, ^的角 度范围也为 30度 -179.99度， //的长度范围为 5um-2000um， /2的 长度范围为 0.5um-300um， 的长度范围也为 0.5um-300um。
3. 根据权利要求 1或 2所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其 特征在于： 所述的切割刃 （4 ) 的侧面 、 a4、 «5和 ^可以是平 面也可以是曲面。
4. 根据权利要求 1或 2所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其 特征在于： 所述交替分布的切割刃（4 )的外形和角度可以相同也 可以不同。
5. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其特征 在于： 所述的凹陷结构（5 )的底部可以是平面或者曲面， 可以是 凹陷的或者是凸起的。
6. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其特征 在于： 所述的凹陷结构 （5) 的底部也可以是由底面 7和 ^构成 的角度为 ^的 V形刃口四， 其中 V形刃口四的底面《7和^的相 交线为 l
7. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其特征 在于： 相邻两个所述的切割刃（4)之间的四个侧面也是一个凹陷 结构 （5) 的侧面， 所迷的凹陷结构 （5)是具有此四个侧面的任 意形状的凹陷。
8. 根据权利要求 1或 7所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其 特征在于： 所述的凹陷结构（5)在远离棱线 的部位处可以具有 侧面 fl9,， 也可以是底面和曲面《/、 《2的圆滑过渡。
9， 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其特征 在于：所述切割刃（4)和所述凹陷结构（5)的数目范围为 30-3600 个， 相邻切割刃 （4)或凹陷结构 （5)相对于刀轮盘面中心的夹 角 P的角度范围为 0.1度 -12度， 各个相邻切割刃 （4) 或凹陷结 构 （5) 所对应的夹角 β的角度可以相同也可以不同。
10. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮，其特征 在于： 所述盘面 （2)具有网格线槽 （6)。
11. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮， 其特征 在于： 所述轴孔（3)具有网格线槽 （6，）。
12. 根据权利要求 1或 10或 11所述的一种切割脆性材料的刀 轮， 其特征在于： 所述盘面 （2) 和所述轴孔 （3) 具有的网格线 槽（6、 6，）可以是直线线槽或者曲线线槽， 可以是平行线槽或交 叉线槽。
13. 根据权利要求 1或 10或 11所述的一种切割脆性材料的刀 轮， 其特征在于： 所述网格线槽（6、 6，） 中每条线槽的宽度范围 为 lum-800um, 深度范围为 lum-300um, 相邻线槽的间隔范围 为 20謹-800墮。
14. 根据权利要求 1所述的一种切割脆性材料的刀轮，其特征 在于： 所述刀轮为盘状的， 直径范围为 lmm-25mm, 刀轮材料是 金刚石、 聚晶或多晶金刚石、 硬质合金材料， 或者这几种材料的 复合材料。
15. 一种切割脆性材料的刀轮的加工方法， 其特征在于： 在刀 轮 V形切割刃部 （1) 用激光扫描的方式烧蚀去除加工得到所述 的切割刃 （4) 和凹陷结构 （5), 刀轮上方的激光束（7) 方向平 行于刀轮盘面。 包括如下加工步驟：
① 设置需要加工的形状， 并设置扫描间距 A
② 将刀轮固定在工作台 （12)上的刀轴（11)上， 使刀轮上 方的激光束（7) 方向平行于刀轮盘面， 并使激光束（7) 聚焦在 V形切割刃部 （1) 边缘；
③ 通过调整激光参数并控制激光束（7)运行轨迹扫描上述 的形状， 使刃部边缘附近被激光束（ 7 )辐照部位的一定厚度的材 料被去除， 加工出所述的凹陷结构 （5);
④ 以垂直于刀轮盘面并穿过刀轮几何中心的直线为轴，使刀 轮转动一定角度， 并重复步驟②和③得到第二个凹陷结构 （5)， 其中两个相邻凹陷结构（5)中间没有被加工的部分成为实现切割 脆性材料的切割刃 （4);
⑤ 重复上述步驟得到交替分布在切割刃部 （1) 边缘棱线 一周的切割刃 （4)和凹陷结构 （5)。
16. 根据权利要求 15所述的一种切割脆性材料的刀轮的加工 方法， 其特征在于： 还包括在盘面 （2) 上加工网格线槽 （6) 的 步骤：
① 设计网格线槽 (6) 的图案、 宽度和间隔， 并设置扫描间 距
② 将刀轮盘面平放在工作台上， 使激光束（7) 方向垂直于 刀轮盘面；
③ 聚焦激光束（7) 于刀轮盘面表面；
④ 并用激光扫描烧蚀去除加工， 得到具有网格线槽 （6) 的 盘面（2), 其中网格线槽（6)的深度可以通过调整激光参数进行 控制。
17. 根据权利要求 15所述的一种切割脆性材料的刀轮的加工 方法， 其特征在于： 还包括在轴孔 （3) 中加工网格线槽 （6) 的 步骤：
① 设置具有一定宽度和一定间隔的交叉线或平行线，并设置 扫描间距 ί ;
② 把刀轮倾斜并固定刀轮， 使激光束（7) 光轴与盘面具有 一定夹角， 夹角范围为 15度 -45度；
③ 把激光束（7) 聚焦在刀轮轴孔的内壁， 且内壁所在斜面 的某一段处于激光束（7)扫描范围和激光束（7) 焦深范围；
④ 用激光扫描网格并同时转动刀轮，最终加工得到内壁一周 具有网格线槽 (6) 的轴孔 （3)。
18. 根据权利要求 15所述的一种切割脆性材料的刀轮的加工 方法， 其特征在于： 在加工切割刃 （4)和凹陷结构 （5) 时， 激 光束的方向也可以与刀轮盘面形成一个夹角，此夹角的范围为 -89 度至 89度。
19. 根据权利要求 15或 16或 17所述的一种切割脆性材料的 刀轮的加工方法， 其特征在于： 所用激光的波长范围为 157nm-2500nm, 激光的功率范围为 0.01W-2000W, 激光扫描的 扫描速度范围为 0.01mm/s-1000mm/s。
20. 根据权利要求 15或 16或 17所述的一种切割脆性材料的 刀轮的加工方法， 其特征在于： 激光扫描的方式主要包括单向扫 描， 往复扫描以及回转扫描模式， 激光扫描模式中相邻扫描线的 间 i?巨 的范围为 0.1um-300um。
PCT/CN2009/001241 2008-12-01 2009-11-09 切割脆性材料的刀轮及其加工方法 WO2010063161A1 (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810180553A CN101745990A (zh) 2008-12-01 2008-12-01 一种切割脆性材料的刀轮及其加工方法
CN200810180553.4 2008-12-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010063161A1 true WO2010063161A1 (zh) 2010-06-10

Family

ID=42232865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2009/001241 WO2010063161A1 (zh) 2008-12-01 2009-11-09 切割脆性材料的刀轮及其加工方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101745990A (zh)
WO (1) WO2010063161A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102179635A (zh) * 2011-04-26 2011-09-14 哈尔滨工业大学 脆性材料微波切割的加工方法及加工装置
CN104480255A (zh) * 2014-12-22 2015-04-01 中山市奥美森工业有限公司 一种新型破碎机动刀的制作工艺
CN107176784A (zh) * 2017-07-13 2017-09-19 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种无孔刀轮
CN108341589A (zh) * 2018-04-19 2018-07-31 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种带平台的刀轮
WO2018158127A1 (de) * 2017-02-28 2018-09-07 Wink Stanzwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Verfahren zur herstellung eines stanzbleches
JP2022038435A (ja) * 2020-08-26 2022-03-10 ファインテック株式会社 脆性材料基板用のスクライビングホイール及びその製造方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102531373B (zh) * 2010-12-07 2016-01-06 孙春雨 一种切割玻璃材料的刀轮
CN108481580B (zh) * 2012-07-27 2020-10-23 二和钻石工业股份有限公司 具有精密结构凹槽的划线轮
CN105365058A (zh) * 2014-05-26 2016-03-02 孙春雨 一种脆性材料的切割刀轮
CN105149790B (zh) * 2015-07-10 2017-08-29 西安交通大学 毫米以及亚毫米量级环形金刚石刀具的深加工方法及系统
JP6722917B2 (ja) * 2016-04-26 2020-07-15 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライブヘッドユニット
CN106041321B (zh) * 2016-07-19 2018-02-06 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种刀轮修复的方法
CN107140820B (zh) * 2017-06-20 2023-10-27 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种自带排屑孔阵的刀轮
CN107555774B (zh) * 2017-09-18 2023-08-08 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 具有刃口槽的刀轮
CN107414321A (zh) * 2017-09-27 2017-12-01 杨沁玥 一种齿槽激光切割工艺
JP7032787B2 (ja) * 2017-11-30 2022-03-09 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングホイール
CN110802752A (zh) * 2019-10-12 2020-02-18 深圳市金武科技有限公司 一种玻璃切割刀及其加工方法
CN112374257B (zh) * 2020-10-28 2023-01-13 惠州市巨星科技有限公司 用于锂电池的分切机构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050211047A1 (en) * 2004-03-27 2005-09-29 Lg Philips Lcd Co., Ltd. Cutting wheel for glass substrate and method for fabricating liquid crystal dispaly device using the same
JP2006076873A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Shizen Gijutsu Kenkyusho ガラス切削用ホイール及びその製造方法
CN1914014A (zh) * 2004-02-02 2007-02-14 三星钻石工业股份有限公司 刀轮、使用其的脆性材料基板的划线方法及分割方法、刀轮的制造方法
CN101005021A (zh) * 2006-01-20 2007-07-25 株式会社瑞萨科技 半导体器件的制造方法
CN200991967Y (zh) * 2006-12-19 2007-12-19 劲钻科技股份有限公司 脆性板材用切割轮
CN101115581A (zh) * 2005-02-02 2008-01-30 三星钻石工业股份有限公司 烧结金刚石的加工方法、基板用刀轮及其加工方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1914014A (zh) * 2004-02-02 2007-02-14 三星钻石工业股份有限公司 刀轮、使用其的脆性材料基板的划线方法及分割方法、刀轮的制造方法
US20050211047A1 (en) * 2004-03-27 2005-09-29 Lg Philips Lcd Co., Ltd. Cutting wheel for glass substrate and method for fabricating liquid crystal dispaly device using the same
JP2006076873A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Shizen Gijutsu Kenkyusho ガラス切削用ホイール及びその製造方法
CN101115581A (zh) * 2005-02-02 2008-01-30 三星钻石工业股份有限公司 烧结金刚石的加工方法、基板用刀轮及其加工方法
CN101005021A (zh) * 2006-01-20 2007-07-25 株式会社瑞萨科技 半导体器件的制造方法
CN200991967Y (zh) * 2006-12-19 2007-12-19 劲钻科技股份有限公司 脆性板材用切割轮

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102179635A (zh) * 2011-04-26 2011-09-14 哈尔滨工业大学 脆性材料微波切割的加工方法及加工装置
CN102179635B (zh) * 2011-04-26 2014-07-16 哈尔滨工业大学 脆性材料微波切割的加工方法及加工装置
CN104480255A (zh) * 2014-12-22 2015-04-01 中山市奥美森工业有限公司 一种新型破碎机动刀的制作工艺
CN104480255B (zh) * 2014-12-22 2017-04-05 中山市奥美森工业有限公司 一种破碎机动刀的制作工艺
WO2018158127A1 (de) * 2017-02-28 2018-09-07 Wink Stanzwerkzeuge Gmbh & Co. Kg Verfahren zur herstellung eines stanzbleches
CN107176784A (zh) * 2017-07-13 2017-09-19 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种无孔刀轮
CN108341589A (zh) * 2018-04-19 2018-07-31 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种带平台的刀轮
CN108341589B (zh) * 2018-04-19 2024-01-23 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种带平台的刀轮
JP2022038435A (ja) * 2020-08-26 2022-03-10 ファインテック株式会社 脆性材料基板用のスクライビングホイール及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101745990A (zh) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010063161A1 (zh) 切割脆性材料的刀轮及其加工方法
JP5414536B2 (ja) スクライブ線を形成するためのカッティングディスク
JP4709202B2 (ja) レーザによる焼結ダイヤモンドの微細加工方法および脆性材料基板用カッターホイール並びにその製造方法
TWI432388B (zh) Scribing method, method of marking the ceramic substrate and cutting method of ceramic substrate
CN1298292C (zh) 制造手术刀片的系统和方法
JP2007031200A (ja) カッターホイール
KR20100076916A (ko) 취성 재료 기판의 ｕ자 형상 홈 가공 방법 및 이것을 사용한 제거 가공 방법 및 도려내기 가공 방법 및 모따기 방법
JP2007152936A (ja) 脆性材料用のホイールカッター
TW201313637A (zh) 劃線輪
JP2004122300A (ja) 回転鋸
JP2012116670A (ja) スクライビングホイール
JP6182334B2 (ja) スクライビングホイールの製造方法
US20100199964A1 (en) One-sided curved anchor slots in a cutting disc and process of producing same
TWI477375B (zh) Cutting wheel of brittle material and its processing method
KR102326325B1 (ko) 고망간강 절단용 마찰톱
JP4582774B2 (ja) ガラス切断用カッターホイール
TW200538260A (en) Cutting tool for glass or wafer
JP6344582B2 (ja) スクライビングホイール、スクライブ装置及び分断方法
JP7032787B2 (ja) スクライビングホイール
JP2011093191A (ja) スクライビングホイール
JP5369011B2 (ja) 溝加工ツール及びこれを用いた薄膜太陽電池の溝加工方法
JP2012115991A (ja) スクライビングホイール
JP5374035B2 (ja) ビトリファイド超砥粒砥石ホイールの製造方法
JP4222591B2 (ja) リング状部材の加工用砥石とそれを用いた加工形成方法、並びにリング状部材の加工用砥石の冷却媒体供給方法
TW201121909A (en) Knife wheel for cutting glass materials and processing method thereof.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09829945

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09829945

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1